Experten diskutieren heute weiter über die Perspektiven von Biokraftstoffen in der Luftfahrtindustrie. Die Meinungen zu diesem Thema sind unterschiedlich, wobei es offensichtlich ist, dass es zum Thema Biokraftstoffe bisher mehr Politik als Wirtschaft gibt. Biokraftstoffe sind in erster Linie wichtig für die Umwelt und Programme zur Reduzierung der schädlichen CO2-Emissionen in die Atmosphäre. Darüber hinaus kann ein solcher Kraftstoff mehr schaden als nützen.
Was wissen wir über Biokraftstoffe?
Biokraftstoffe scheinen heute etwas Neues und Besonderes zu sein, aber tatsächlich haben sie uns schon immer umgeben. Das einfachste Beispiel, das wahrscheinlich jedem Russen begegnet ist, ist Brennholz - einer der ältesten Arten fester Biobrennstoffe. Wenn wir eine allgemeine Eigenschaft von Biokraftstoff angeben, kann festgestellt werden, dass es sich um einen Kraftstoff handelt, der aus Rohstoffen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, aus Produkten der lebenswichtigen Aktivität von Organismen oder organischen Industrieabfällen hergestellt wird.
Die wahre Geschichte der Biokraftstoffe wurde in den 1970er Jahren aktiv entwickelt, als die Vereinigten Staaten ein Bundesgesetz zur Kontrolle der Luftverschmutzung auf nationaler Ebene verabschiedeten, das als Clean Air Act bezeichnet wurde. Das Gesetz wurde aus verständlichen Gründen verabschiedet, um die schädlichen Emissionen in die Atmosphäre verschiedener Fahrzeuge maximal zu reduzieren: von Autos und Zügen bis hin zu Flugzeugen. Derzeit gibt es mehrere Dutzend Unternehmen auf dem Markt, die sich mit der Entwicklung und Produktion von Biokraftstoffen befassen, und die meisten davon noch in den USA.
Heute gibt es zwei Haupttypen von Biokraftstoffen. Zu den Biokraftstoffen der ersten Generation zählen pflanzliche Kraftstoffe, die aus gängigen landwirtschaftlichen Nutzpflanzen gewonnen werden, die einen hohen Fett-, Zucker- und Stärkegehalt aufweisen. Stärke und Zucker aus Pflanzen werden in Ethanol und Fette in Biodiesel umgewandelt. Die gängigsten Nutzpflanzen für Biokraftstoffe sind Weizen, Raps und Mais.
Biokraftstoffe der zweiten Generation sind industrielle Biokraftstoffe, die aus Holz- oder Pflanzenabfällen, Abfällen der Lebensmittelindustrie, Industriegasabfällen usw. gewonnen werden. Die Herstellung solcher Biokraftstoffe ist kostengünstiger als die von Pflanzen der ersten Generation.
Algen können ein weiterer Rohstoff für Biokraftstoffe der dritten Generation werden. Dies ist eine vielversprechende Richtung für die Entwicklung dieser Branche. Ihre Produktion erfordert keine knappen Landressourcen, während Algen eine hohe Reproduktionsrate und Biomassekonzentration aufweisen. Wichtig ist auch, dass sie in verschmutztem und salzhaltigem Wasser angebaut werden können.
Bisher handelt es sich bei den meisten Biokraftstoffen für den weltweiten Verkehr um Kraftstoffe der ersten Generation, die aus pflanzlichen Rohstoffen hergestellt werden. Aber in den letzten Jahren sind die Investitionen in diese Branche zurückgegangen. Dieser Kraftstoff und seine Herstellung haben viele Nachteile. Einer davon untergräbt die Ernährungssicherheit. In einer Welt, in der das Hungerproblem nicht gelöst ist, halten viele Politiker und Aktivisten es für unangemessen, Agrarprodukte in Treibstoff umzuwandeln.
Experten gehen davon aus, dass der Einsatz solcher Biokraftstoffe eher klimaschädlich als nützt. Durch die Reduzierung der Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe nehmen wir gleichzeitig große Landnutzungsänderungen vor. Die steigende Nachfrage nach Biokraftstoffen zwingt landwirtschaftliche Produzenten, ihre Anbauflächen für Nahrungspflanzen zu reduzieren. Dies steht im Widerspruch zu Ernährungssicherungsprogrammen in vielen Ländern.
Die Herstellung von Biokraftstoffen aus landwirtschaftlichen Rohstoffen hat indirekte Auswirkungen auf die Nahrungsmittelproduktion, die Vielfalt der angebauten Pflanzen, die Nahrungsmittelpreise und die landwirtschaftliche Nutzfläche. In einer Welt, in der Prognosen zufolge bis 2025 1,2 Milliarden Menschen hungern werden, die 2,8 Tonnen Weizen für die Produktion von 952 Litern Ethanol oder 5 Tonnen Mais für die Produktion von 2000 Litern Ethanol ausgeben, scheint es nicht das vernünftigste zu sein, und ethische Entscheidung.
Vielversprechender sieht der Biokraftstoff der zweiten Generation aus, der die Umwelt nicht belastet, der Menschheit keine Nahrung entzieht und zur Lösung des Abfallproblems beiträgt. Ein solcher aus Industriegas und Holzabfällen hergestellter Biokraftstoff hat nach Ansicht von Experten auch in Russland große Perspektiven. In unserem Land wird nur der Abfall der Forstindustrie auf 35 Millionen Kubikmeter jährlich geschätzt, und in Bezug auf das Holzeinschlagsvolumen liegen wir hinter den Vereinigten Staaten an zweiter Stelle.
Perspektive der Luftfahrt-Biokraftstoffe
Als mögliche Wachstumstreiber für Biokraftstoffe lassen sich die Luftfahrt und der gesamte Luftverkehrssektor identifizieren. Die Luftfahrt macht etwa 10 Prozent des gesamten Treibstoffverbrauchs auf der Erde aus, was ziemlich viel ist. Allerdings sind die Perspektiven für Biokraftstoffe im Luftverkehr nicht so eindeutig. Biokraftstoffe als Ersatz für das Öl, aus dem Flugkerosin gewonnen wird, haben Vor- und Nachteile.
Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass Biokraftstoffe in der Luftfahrt eine beeindruckende Lobby haben. Zunächst auf der Ebene der Organisationen, zu denen die International Air Transport Association und die International Civil Aviation Organization (ICAO) gehören. Diese Organisationen setzen sich für den Biokraftstoff selbst und die Standards für seine Verwendung im Flugverkehr ein.
Darüber hinaus sehen auch die Airlines selbst einige Vorteile im Einsatz von Biokraftstoffen. Erstens unterhalten sie gute Beziehungen zur ICAO und Organisationen der Zivilgesellschaft. Zweitens machen sie den Verkehr grüner. Das Thema Ökologie ist derzeit sehr beliebt, man könnte sagen „HYIP“und ist eine sehr gute PR-Plattform für Fluggesellschaften. Drittens haben Biokraftstoffe wirtschaftliche Vorteile, da sie die Risiken der Kraftstoffpreisvolatilität verringern.
Gleichzeitig spielt die Wirtschaftlichkeit beim Thema Biokraftstoffe sowohl ein Plus als auch ein Minus. Betrachten Sie zunächst das Positive, das Fluggesellschaften lieben. Der Biokraftstoffmarkt ist heute frei verkäuflich, ein solcher Kraftstoff erzeugt stabile und verständliche Kosten. Der bei der Ölraffination gewonnene klassische Brennstoff wiederum ist ein Tauschgut, dessen Kosten direkt von den Börsenkursen abhängen. Die Treibstoffpreise schwanken ständig, und das wird von allen beobachtet, auch von Menschen, die weit weg von dieser Gegend sind.
Kommen wir nun zu den wirtschaftlichen Nachteilen. Die Produktion von Biokraftstoffen ist nicht billig. Jay D. Keesling, Professor für Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen an der University of California, Berkeley, der auch Chief Executive Officer des Joint Institute for Bioenergy ist, sagte gegenüber Global Energy, dass die Massenproduktion von Biokraftstoffen für die Luftfahrt derzeit weniger kosteneffektiv ist als Herstellung von Flugkraftstoffen Kerosin aus Öl.
Er bemerkte:
„Treibstoff für moderne Düsentriebwerke, der aus Öl hergestellt wird, ist sehr günstig. Wenn Länder auf der ganzen Welt Regeln erlassen, die die Verwendung klimaneutraler Treibstoffe vorschreiben oder CO2-Steuern auf Flugkerosin einführen, könnte dies Produzenten von bioreaktiven Treibstoffen motivieren. Wir wissen, dass es möglich ist, einen solchen Kraftstoff herzustellen, aber das Hauptproblem ist heute die Wirtschaftlichkeit.“
Dmitry Los, Direktor des Timiryazev-Instituts für Pflanzenphysiologie (IPR RAS), stimmt seinem ausländischen Kollegen zu. Die Kosten für Biokraftstoffe für die Luftfahrt sind nach wie vor sehr hoch. Die Biokraftstoffproduktion ist heutzutage eher ein politischer Wille als ein wirtschaftliches Phänomen. Flugkerosin ist dem Experten zufolge bereits gut gereinigt und emittiert wenig in die Erdatmosphäre, im Gegensatz zu Kohlekraftwerken, die weltweit noch ausreichend sind.
Sowohl Dmitry Los als auch Jay D. Kisling glauben, dass der Einsatz von Biokraftstoffen der zweiten und dritten Generation am vielversprechendsten sein wird. Die Herstellung von Biokraftstoff aus Algen (natürlichen Mikroorganismen) und künftig auch gentechnisch veränderten Mikroorganismen scheint effizienter zu sein. Dieser Ansatz hat eine große Ressourcenbasis und löst das Problem des Mangels an landwirtschaftlichen Flächen und Bewässerungsressourcen.
Darüber hinaus wird eine solche Produktion eine Closed-Loop-Technologie sein, die sich unbegrenzt reproduzieren kann. Zumindest solange die Sonne über unserem Planeten scheint und der Prozess der Photosynthese stattfindet. Kisling wiederum fügte hinzu, dass das Problem der Ressourcenknappheit schließlich durch die weit verbreitete Verwendung von organischen Abfällen bei der Herstellung von Biokraftstoffen gelöst werden könnte.
Der Einsatz von Biokraftstoffen in der Luftfahrt
Der Einsatz von Biokraftstoffen in der Luftfahrt wird heute auf politischer Ebene forciert. In der EU beispielsweise verursacht der Flugverkehr 3 Prozent der Treibhausgasemissionen. Durch den Einsatz von Biokraftstoffen erwartet die International Air Transport Association bis 2050 eine Halbierung der Schadstoffemissionen in die Atmosphäre (im Vergleich zu 2005).
Das Problem ist, dass all diese Emissionen in den empfindlichsten Schichten der Troposphäre der Erde auftreten. Ein Wachstum des Flugverkehrs von fünf Prozent pro Jahr könnte im Laufe der Zeit zu einem unveränderten Anteil der globalen CO2-Emissionen des Luftverkehrs auf 3 Prozent bis 2050 führen (sie machen derzeit 2 Prozent der weltweiten Emissionen aus) …
Für die Atmosphäre unseres Planeten ist selbst ein solcher Anstieg schon viel. Angesichts des Problems des globalen Klimawandels auf dem Planeten muss die Menschheit die Menge an schädlichen Emissionen reduzieren und daran arbeiten, die Umweltfreundlichkeit von Flugzeugtriebwerken zu verbessern. Dies ist wichtig, wenn wir unseren Einfluss auf die globale Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Entwicklungsstand begrenzen wollen.
Bisher erfolgt der Ersatz von Flugkerosin durch Biokraftstoffe schrittweise durch Mischen der beiden Kraftstoffarten im Verhältnis von 10-20 Prozent Biokraftstoff zu Kerosin. Dies führt selbst bei solchen Mengen zu einer spürbaren Reduzierung der schädlichen Emissionen in die Atmosphäre.
Die ersten Erfahrungen mit dem Einsatz von Biokraftstoffen in der Luftfahrt stammen aus dem Jahr 2008. Dann führte die Fluggesellschaft Virgin Atlantic den Flug durch und mischte 20 Prozent der Biokraftstoffe mit regulärem Flugkerosin. Seitdem wurde diese Technologie von verschiedenen Fluggesellschaften getestet, darunter auch von so großen wie KLM. Die bemerkenswerteste Errungenschaft ist Hainan Airlines, die 2017 von China in die Vereinigten Staaten flog und eine Mischung mit dem Zusatz von gebrauchtem Pflanzenöl als Treibstoff nutzte.
Auch die Air Force interessiert sich für Technik. In Indien beispielsweise haben militärische Transportflugzeuge vom Typ An-32 die Zulassung zum Fliegen von Biokraftstoff erhalten. Die Triebwerke dieses Flugzeugs laufen normalerweise mit einem Gemisch, von dem 10 Prozent Biokomponenten sind. Bis 2024 rechnet die indische Luftwaffe damit, den Einsatz von konventionellem Flugkerosin um 4 Milliarden US-Dollar zu reduzieren und dabei relativ weit auf Biokraftstoffe umzustellen.
Bis 2030 plant der Luft- und Raumfahrtkonzern Boeing, Flugzeuge zu produzieren, die regelmäßige Flüge mit 100 % Biotreibstoff durchführen können. Zumindest werden solche Pläne vom Flugzeugbauer heute wirklich geäußert. Gleichzeitig sind Biokraftstoffe bei weitem nicht die einzige Möglichkeit, schädliche Emissionen in die Atmosphäre zu reduzieren.
Eine vielversprechende Richtung könnte die Entwicklung von Flugzeugen mit Hybrid- oder vollelektrischen Triebwerken sein. Dies ist eine echte Chance, die Luftfahrt nicht nur klimaneutral, sondern komplett umweltfreundlich zu gestalten. Es bleibt nur noch auf das Erscheinen leistungsstarker Akkumulatoren zu warten, die durch Luftsauerstoff oxidiert werden.
